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一種bga精密視覺貼裝系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:8133705閱讀:241來源:國知局
專利名稱:一種bga精密視覺貼裝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及一種對焊接在PCB即電子印刷板上的BGA、CSP等器件進行貼裝的 系統(tǒng),尤其是涉及一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng)。
背景技術(shù)
隨著電子產(chǎn)品的小型化(如手機)、便攜化(如筆記本電腦)以及多功能的發(fā)展 趨勢,集成電路的功能越來越強,與此同時,使得BGA(BallGrid Array球柵陣列結(jié)構(gòu))、 CSP(chip scale package芯片級封裝)、QFP (Quad Flat Package小型方塊平面封裝)等 不同封裝形式的IC芯片朝著引腳數(shù)量增加、引腳間距減小的方向發(fā)展,這就給在樣品制作 中或小批量生產(chǎn)中手工貼裝BGA等IC器件帶來困難。而適用于批量生產(chǎn)的全自動貼片機, 對于樣品制作和小批量生產(chǎn)是不經(jīng)濟的。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種BGA 精密視覺貼裝系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)簡單合理、安裝方便且使用操作簡便、工作效率高,能有效解決 BGA、 CSP等器件在PCB板上的精確貼裝難題,并且工作性能可靠、操作精度高。 為解決上述技術(shù)問題,本實用新型采用的技術(shù)方案是一種BGA精密視覺貼裝系 統(tǒng),其特征在于包括從下至上水平夾持待處理PCB板且能縱橫向調(diào)整所夾持PCB板位置的 X-Y定位調(diào)整機構(gòu)、安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)左右兩側(cè)且用于放置需貼裝BGA器件的 BGA置物臺、安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)正上方且能從BGA置物臺上拾取所需貼裝的BGA 器件并將所拾取BGA器件送至PCB板對應(yīng)焊盤位置的貼裝組件、對所拾取BGA器件與PCB板 對應(yīng)焊盤位置進行視覺對位的分光影像裝置和與分光影像裝置相接且安裝在所述X-Y定 位調(diào)整機構(gòu)右側(cè)的顯示器,分光影像裝置安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)上;所述貼裝組件 由對所述BGA器件進行拾取的拾取機構(gòu)和對所述拾取機構(gòu)進行對位調(diào)整的對位調(diào)整機構(gòu) 組成,所述拾取機構(gòu)安裝所述對位調(diào)整機構(gòu)上。 所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)包括基座、安裝在基座上且位置能進行縱橫向調(diào)整的X-Y 坐標平臺和用于夾持PCB板且位置能夠進行調(diào)整的夾持部件,所述夾持部件安裝在X-Y坐 標平臺上。 所述對位調(diào)整機構(gòu)由對所述拾取機構(gòu)位置進行相應(yīng)調(diào)整的升降機構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 組成;所述升降機構(gòu)安裝在所述拾取機構(gòu)上且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝升降機構(gòu)上,所述升降機構(gòu)由 升降導(dǎo)向機構(gòu)以及對升降導(dǎo)向機構(gòu)進行控制調(diào)節(jié)的手動旋柄組成,手動旋柄安裝在所述升 降導(dǎo)向機構(gòu)上。 所述分光影像裝置為由組裝在一起的攝像機、變焦鏡頭和照明機構(gòu)組成;所述分 光影像裝置為對所述BGA器件與PCB板進行視覺對位時伸出,且視覺對位完成后收回的影 像裝置;所述照明機構(gòu)為上下兩個分別對所述BGA器件與PCB板進行照明的照明裝置,所述 攝像機與顯示器相接。[0008] 所述X-Y坐標平臺由兩個安裝在基座前后兩側(cè)的橫向調(diào)整機構(gòu)和兩個安裝在基
座左右兩側(cè)的縱向調(diào)整機構(gòu)組成,所述橫向調(diào)整機構(gòu)和縱向調(diào)整機構(gòu)相接。 所述縱向調(diào)整機構(gòu)包括平行設(shè)置在X-Y坐標平臺左右兩側(cè)的兩根縱向直線導(dǎo)軌、
套裝在直線導(dǎo)軌上且能在直線導(dǎo)軌上前后來回移動的活動套件和對活動套件進行調(diào)整的
調(diào)節(jié)絲杠,所述活動套件和調(diào)節(jié)絲杠間通過連接件進行連接,連接件固定安裝在活動套件
上且連接件與調(diào)節(jié)絲杠間以螺紋連接方式進行連接;調(diào)節(jié)絲杠一端與橫向調(diào)整機構(gòu)安裝在一起。 所述調(diào)節(jié)絲杠安裝有螺旋測位儀。 所述縱向調(diào)整機構(gòu)上安裝有調(diào)整旋柄。 所述拾取機構(gòu)由對所述BGA器件進行吸附的拾取吸嘴、用于更換拾取吸嘴的吸嘴
更換裝置和與拾取吸嘴相通的真空管道組成。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點 1、結(jié)構(gòu)簡單合理、各部分安裝緊湊且使用操作簡便。 2、工作性能可靠、操作精度高,通過位于下方的X-Y定位調(diào)整機構(gòu)對待處理的PCB 板進行穩(wěn)固夾持;同時通過位于最上方的貼裝組件拾取BGA器件,并將所拾取的BGA器件經(jīng) 對位調(diào)整后,送至PCB板相應(yīng)的焊盤位置,之后進行回流焊焊接;另外,在對所拾取的BGA器 件和PCB板進行對位時,本實用新型采用的是位于貼裝組件和X-Y定位調(diào)整機構(gòu)之間的分 光影像裝置進行視覺對位,因而對位精度非常高。 3、所用的拾取機構(gòu)設(shè)計新穎、使用操作簡便且效果好,可貼裝大到50mmX50mm的 BGA器件以及小到5mmX 5mm的CSP器件,能為樣品制作過程與小批量生產(chǎn)過程中貼裝BGA 等IC器件時廣泛使用,例如對于科研院所研制新產(chǎn)品,由于其大多都采用BGA、 CSP、 QFP等 形式芯片,因而可用本實用新型進行精密視覺貼裝,使用價值非常高。 綜上所述,本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理、安裝方便且使用操作簡便、工作效率高,能 有效解決BGA、 CSP等器件在PCB板上的精確貼裝難題,并且工作性能可靠、操作精度高。 下面通過附圖和實施例,對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1的俯視圖。 附圖標記說明 l-基座; 2-X-Y坐標平臺;2-1-橫向調(diào)整機構(gòu); 2-2-縱向調(diào)整機構(gòu);2-21-直線導(dǎo)軌;2_22_活動套件; 2-23-調(diào)節(jié)絲杠;2-24-連接件;3_夾持部件; 4_調(diào)整旋柄; 5_分光影像裝置;6_拾取吸嘴; 7_手動旋柄;8_升降機構(gòu);9_旋轉(zhuǎn)機構(gòu); lO-左側(cè)板;ll-右側(cè)板;14-BGA置物臺; 15-顯示器。
具體實施方式
如圖1、圖2所示,本實用新型包括從下至上水平夾持待處理PCB板且能縱橫向調(diào) 整所夾持PCB板位置的X-Y定位調(diào)整機構(gòu)、安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)左右兩側(cè)且用于 放置需貼裝BGA器件的BGA置物臺14、安裝在所述X_Y定位調(diào)整機構(gòu)正上方且能從BGA置 物臺14上拾取所需貼裝的BGA器件并將所拾取BGA器件送至PCB板對應(yīng)焊盤位置的貼裝 組件、對所拾取BGA器件與PCB板對應(yīng)焊盤位置進行視覺對位的分光影像裝置5和與分光 影像裝置5相接且安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)右側(cè)的顯示器15。所述分光影像裝置5 安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)上。所述貼裝組件由對所述BGA器件進行拾取的拾取機構(gòu)和 對所述拾取機構(gòu)進行對位調(diào)整的對位調(diào)整機構(gòu)組成,所述拾取機構(gòu)安裝所述對位調(diào)整機構(gòu) 上。本實施例中,所述拾取機構(gòu)由對所述BGA器件進行吸附的拾取吸嘴6、用于更換拾取吸 嘴6的吸嘴更換裝置和與拾取吸嘴6相通的真空管道組成。 本實施例中,所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)包括基座1、安裝在基座1上且位置能進行縱 橫向調(diào)整的X-Y坐標平臺2和用于夾持PCB板且位置能夠進行調(diào)整的夾持部件3,所述夾持 部件3安裝在X-Y坐標平臺2上。所述X-Y坐標平臺2由兩個安裝在基座1前后兩側(cè)的橫 向調(diào)整機構(gòu)2-1和兩個安裝在基座1左右兩側(cè)的縱向調(diào)整機構(gòu)2-2組成,所述橫向調(diào)整機 構(gòu)2-1和縱向調(diào)整機構(gòu)2-2相接。 所述縱向調(diào)整機構(gòu)2-2包括平行設(shè)置在X-Y坐標平臺2左右兩側(cè)的兩根縱向直線 導(dǎo)軌2-21、套裝在直線導(dǎo)軌2-21上且能在直線導(dǎo)軌2-21上前后來回移動的活動套件2-22 和對活動套件2-22進行調(diào)整的調(diào)節(jié)絲杠2-23,所述活動套件2-22和調(diào)節(jié)絲杠2_23間通過 連接件2-24進行連接,連接件2-24固定安裝在活動套件2-22上且連接件2_24與調(diào)節(jié)絲 杠2-23間以螺紋連接方式進行連接。所述調(diào)節(jié)絲杠2-23 —端與橫向調(diào)整機構(gòu)2-1安裝在 一起。所述調(diào)節(jié)絲杠2-23安裝有螺旋測位儀。所述縱向調(diào)整機構(gòu)2-2上安裝有調(diào)整旋柄 4。所述X-Y坐標平臺2前后兩側(cè)設(shè)置有由左側(cè)板10和右側(cè)板11組成且對橫向調(diào)整機構(gòu) 2-1進行導(dǎo)向的導(dǎo)向通道。 具體而言,所述基座1由金屬材料經(jīng)精密加工而成。所述X-Y坐標平臺2用于固 定PCB板,并且X-Y坐標平臺2通過其上設(shè)置的XY調(diào)整部件(即橫向調(diào)整機構(gòu)2-1和縱向 調(diào)整機構(gòu)2-2),分別從左右和前后四個方向?qū)CB板的位置進行調(diào)整;也就是說,通過調(diào)整 所述XY調(diào)整部件,達到對PCB板的二維平面位置進行簡便調(diào)整的目的。所述夾持部件3用 來夾持固定較大尺寸和較重的PCB板,通過位于PCB板下方的夾持部件3的夾持作用,使得 PCB板不會左右移動和彎曲;如果需要,還可以任意調(diào)整夾持部件3的位置和高度。 所述對位調(diào)整機構(gòu)由對所述拾取機構(gòu)位置進行相應(yīng)調(diào)整的升降機構(gòu)8和旋轉(zhuǎn)機 構(gòu)9組成。所述升降機構(gòu)8安裝在所述拾取機構(gòu)上且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9安裝升降機構(gòu)8上,所述 升降機構(gòu)8由升降導(dǎo)向機構(gòu)以及對升降導(dǎo)向機構(gòu)進行控制調(diào)節(jié)的手動旋柄7組成,手動旋 柄7安裝在所述升降導(dǎo)向機構(gòu)上。實際使用過程中,通過操作升降機構(gòu)8和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9即 可實現(xiàn)所述貼裝組件的上下運動和旋轉(zhuǎn)運動。使用時,通過旋轉(zhuǎn)手動旋柄7即可對所述貼 裝組件的上下位置進行調(diào)節(jié)。所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9用來調(diào)整拾取吸嘴6上的BGA器件與PCB板 的相互位置,通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9上設(shè)置的操作柄,即可將所述貼裝組件在±15°范圍內(nèi)進行 旋轉(zhuǎn),也就是說,通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9來調(diào)整BGA器件與PCB板的相對角度。 通常使用過程中,旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9要和X-Y坐標平臺2配合使用。具體而言,在PCB板
6和BGA器件的位置對準過程中,通過調(diào)整X-Y坐標平臺2調(diào)整PCB板的二維平面位置,以達 到和BGA器件的位置同軸心,同時,通過調(diào)整所述貼裝組件的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9對所拾取BGA器件 的轉(zhuǎn)動角度進行調(diào)整,使BGA器件與PCB板上相應(yīng)的焊盤位置上下重合。需注意的是PCB 板和BGA器件的位置對準過程是在分光影像裝置5進行精準視覺對位的基礎(chǔ)上進行的。 所述分光影像裝置5為由組裝在一起的攝像機、變焦鏡頭和照明機構(gòu)組成。所述 分光影像裝置5為對所述BGA器件與PCB板進行視覺對位時伸出,且視覺對位完成后收回 的影像裝置。所述照明機構(gòu)為上下兩個分別對所述BGA器件與PCB板進行照明的照明裝置, 所述攝像機與顯示器15相接。 本實施例中,所述攝像機為CCD攝像機。所述照明機構(gòu)為LED照明機構(gòu)。綜上,所 述分光影像裝置5在對PCB板和拾取吸嘴6上的BGA器件進行視覺對位時伸出,在進行BGA 器件的貼裝時伸進即返回原位。另外,由于分光影像裝置5與顯示器15相接,則在視覺對 位過程中,在顯示器15上會同時顯示PCB板表面以及拾取吸嘴6上的BGA器件,并且二者 圖像各占50% ,實際操作過程中,也可以根據(jù)具體需要,將PCB板與BGA器件圖像在顯示器 15上的顯示比例也可進行相應(yīng)調(diào)整。 本實用新型的工作過程是首先,將PCB板放置在X-Y坐標平臺2上,并用安裝在 X-Y坐標平臺2上上的夾持部件3將其夾緊固定,同時將所需貼裝的BGA器件放置在BGA置 物臺14上,之后移動拾取吸嘴6并在BGA置物臺14上拾取BGA器件,拾取吸嘴6拾取BGA 器件后再次移動拾取吸嘴6并使得拾取吸嘴6與PCB板上要貼裝BGA器件的焊盤位置對應(yīng); 之后,再伸出分光影像裝置5對PCB板和BGA器件進行精準視覺對位,視覺對位過程中,PCB 板和BGA器件通過分光影像裝置5同時成像在外置的顯示器15上;然后,再通過調(diào)整X-Y 坐標平臺2和所述貼裝組件的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9進行聯(lián)合調(diào)整,聯(lián)合調(diào)整過程中,參照外置顯示器 15上所顯示PCB板和BGA器件的圖像對應(yīng)關(guān)系進行調(diào)整,非常直觀且對位效果非常好、對位 精度比較高,總之,通過調(diào)整X-Y坐標平臺2和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)9,使得BGA器件與PCB板上相應(yīng)的 焊盤圖像位置相重合;接著,縮回分光影像裝置5,調(diào)整所述貼裝組件的升降機構(gòu)8,使BGA 器件下降落在PCB板相對應(yīng)的焊盤上,放下BGA器件并升起拾取吸嘴6,便完成一次BGA器 件的貼裝過程。 以上所述,僅是本實用新型的較佳實施例,并非對本實用新型作任何限制,凡是根 據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍 屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于包括從下至上水平夾持待處理PCB板且能縱橫向調(diào)整所夾持PCB板位置的X-Y定位調(diào)整機構(gòu)、安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)左右兩側(cè)且用于放置需貼裝BGA器件的BGA置物臺(14)、安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)正上方且能從BGA置物臺(14)上拾取所需貼裝的BGA器件并將所拾取BGA器件送至PCB板對應(yīng)焊盤位置的貼裝組件、對所拾取BGA器件與PCB板對應(yīng)焊盤位置進行視覺對位的分光影像裝置(5)和與分光影像裝置(5)相接且安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)右側(cè)的顯示器(15),分光影像裝置(5)安裝在所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)上;所述貼裝組件由對所述BGA器件進行拾取的拾取機構(gòu)和對所述拾取機構(gòu)進行對位調(diào)整的對位調(diào)整機構(gòu)組成,所述拾取機構(gòu)安裝所述對位調(diào)整機構(gòu)上。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述X-Y定位調(diào)整機構(gòu)包括基座(1)、安裝在基座(1)上且位置能進行縱橫向調(diào)整的X-Y坐標平臺(2)和用于夾持PCB板且位置能夠進行調(diào)整的夾持部件(3),所述夾持部件(3)安裝在X-Y坐標平臺(2)上。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述對位調(diào)整機構(gòu)由對所述拾取機構(gòu)位置進行相應(yīng)調(diào)整的升降機構(gòu)(8)和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(9)組成;所述升降機構(gòu)(8)安裝在所述拾取機構(gòu)上且旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(9)安裝升降機構(gòu)(8)上,所述升降機構(gòu)(8)由升降導(dǎo)向機構(gòu)以及對升降導(dǎo)向機構(gòu)進行控制調(diào)節(jié)的手動旋柄(7)組成,手動旋柄(7)安裝在所述升降導(dǎo)向機構(gòu)上。
4. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述分光影像裝置(5)為由組裝在一起的攝像機、變焦鏡頭和照明機構(gòu)組成;所述分光影像裝置(5)為對所述BGA器件與PCB板進行視覺對位時伸出,且視覺對位完成后收回的影像裝置;所述照明機構(gòu)為上下兩個分別對所述BGA器件與PCB板進行照明的照明裝置,所述攝像機與顯示器(15)相接。
5. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述X-Y坐標平臺(2)由兩個安裝在基座(1)前后兩側(cè)的橫向調(diào)整機構(gòu)(2-1)和兩個安裝在基座(1)左右兩側(cè)的縱向調(diào)整機構(gòu)(2-2)組成,所述橫向調(diào)整機構(gòu)(2-1)和縱向調(diào)整機構(gòu)(2-2)相接。
6. 按照權(quán)利要求5所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述縱向調(diào)整機構(gòu)(2-2)包括平行設(shè)置在X-Y坐標平臺(2)左右兩側(cè)的兩根縱向直線導(dǎo)軌(2-21)、套裝在直線導(dǎo)軌(2-21)上且能在直線導(dǎo)軌(2-21)上前后來回移動的活動套件(2-22)和對活動套件(2-22)進行調(diào)整的調(diào)節(jié)絲杠(2-23),所述活動套件(2-22)和調(diào)節(jié)絲杠(2_23)間通過連接件(2-24)進行連接,連接件(2-24)固定安裝在活動套件(2-22)上且連接件(2-24)與調(diào)節(jié)絲杠(2-23)間以螺紋連接方式進行連接;調(diào)節(jié)絲杠(2-23) —端與橫向調(diào)整機構(gòu)(2-1)安裝在一起。
7. 按照權(quán)利要求6所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述調(diào)節(jié)絲杠(2-23)安裝有螺旋測位儀。
8. 按照權(quán)利要求5所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述縱向調(diào)整機構(gòu)(2-2)上安裝有調(diào)整旋柄(4)。
9. 按照權(quán)利要求1或2所述的一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),其特征在于所述拾取機構(gòu)由對所述BGA器件進行吸附的拾取吸嘴(6)、用于更換拾取吸嘴(6)的吸嘴更換裝置和與拾取吸嘴(6)相通的真空管道組成。
專利摘要本實用新型公開了一種BGA精密視覺貼裝系統(tǒng),包括水平夾持待處理PCB板的X-Y定位調(diào)整機構(gòu)、安裝在X-Y定位調(diào)整機構(gòu)左右兩側(cè)的BGA置物臺、安裝在X-Y定位調(diào)整機構(gòu)正上方且能從BGA置物臺上拾取所需貼裝的BGA器件并將所拾取BGA器件送至PCB板對應(yīng)焊盤位置的貼裝組件、對所拾取BGA器件與PCB板對應(yīng)焊盤位置進行視覺對位的分光影像裝置和與分光影像裝置相接的顯示器;貼裝組件由對BGA器件進行拾取的拾取機構(gòu)和對拾取機構(gòu)進行對位調(diào)整的對位調(diào)整機構(gòu)組成。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單合理、安裝方便且使用操作簡便、工作效率高,能有效解決BGA、CSP等器件在PCB板上的精確貼裝難題,并且工作性能可靠、操作精度高。
文檔編號H05K3/30GK201528504SQ20092024507
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者張國琦, 曹捷, 麻樹波 申請人:西安中科麥特電子技術(shù)設(shè)備有限公司
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